時間:2024年11月22日 分類:科學技術論文 次數:
摘要:隨著銅冶煉技術的發展及廣泛應用,產生了越來越多的銅冶煉廢棄物。廢棄物中存在大量金屬,不僅污染環境,同時還造成了資源的浪費。為了合理利用銅資源,提升銅冶煉綜合回收利用率,提出基于富氧底吹熔池熔煉的銅冶煉綜合回收技術。通過銅冶煉廢棄物常見元素測定波長,確定銅冶煉廢棄物可回收元素。對富氧底吹熔池熔煉回收過程進行優化,結合測定結果完成冶煉過程中的銅煉廢棄物回收。為驗證所提技術的有效性,設計對比實驗。結果表明,與其他兩種傳統技術相比,此技術的剩余銅冶煉廢棄物比重較小,能夠有效提升銅冶煉綜合回收利用率,促進銅冶煉技術的長久發展。
關鍵詞:富氧底吹熔熔煉;銅冶煉廢棄;金屬綜合回收;波長
0引言
我國作為歷史悠久的文明古國,也是最早應用銅材料的國家之一[1]。在人類文明發展的過程中,金屬銅的生產與使用起到了十分重要的作用。從青銅時代到現在社會,金屬銅一直都影響著國民經濟的發展。金屬銅具有優良的導電導熱、耐磨性能、并廣泛應用于通訊、輕工、建筑等行業[2-3]。目前,世界銅產量的97%都是由火法冶煉的,由此可知將會產生大量的冶煉爐渣以及煙灰。隨著時間的推移固體廢棄物的總量也日益增多,成為了一種潛在的可利用資源。
當下對銅冶煉爐渣的綜合回收利用主要通過元素測定技術為主,但依舊會產生大量的廢棄物。此廢棄物中還存在大量的金屬元素。銅冶煉爐渣的綜合回收利用中還存在諸多的不足和有待探究的部分,富氧底吹熔池熔煉是一種有效剔除熔渣的技術,且此技術相較于其他技術更具容易控制,因而,在此次研究中,因此采用此技術對傳統的銅冶煉綜合回收技術展開優化,以提升銅冶煉綜合利用率,促進金屬銅冶煉技術的進步與發展。
1基于富氧底吹熔池熔煉的銅冶煉綜合回收技術設計
針對原有銅冶煉綜合回收技術在使用中的不足,在此研究中引用富氧底吹熔池熔煉技術,對其展開優化。
1.1銅冶煉廢棄物可回收元素測定
采集銅冶煉廢棄物并對其進行取樣,稱取0.100g的銅冶煉廢棄物樣本置于200ml燒杯中,加入3ml的反應試劑,蓋上表面皿,低溫加熱到銅冶煉廢棄物樣本融化,將樣本蒸干后取下,加入10ml反應試劑2號,用水稀釋到燒杯刻度搖勻,對其展開測定并繪制標準曲線。由于銅冶煉廢棄物中存在部分未知元素,會對個別元素的測定造成影響[4-5]。因而,選擇譜線對測定結果的精準度具有直接的影響,在此次設計中采用靈敏性高、穩定性較高的波長對銅冶煉廢棄物進行分析。根據上述設定的波長,完成銅冶煉廢棄物可回收元素的測定,并將測定結果作為綜合回收技術的設計基礎,通過此數據設定合理的內容,完成回收過程。
1.2富氧底吹熔池熔煉回收過程設定
根據上述測定結果,采用富氧底吹熔池熔煉技術實現回收過程設計。在熔煉的過程中,需要在合適的溫度與氧勢下完成,使可回收元素盡可能富集到熔池底部,充分去除無用成分,通過將銅冶煉廢棄物中的有價元素富集到不同的產物中,以便于進一步的利用。在處理過程中,保證煙氣中含有足量的二氧化硫濃度,以便于煙氣的回收。保持合適的熔體溫度,既要保證熔體適當過熱,又不能使其溫度過高。在此環境下,完成富氧底吹熔池熔煉反應過程。在底吹過程中,氣體在熔體中順勢而上,根據氣體的流動性,將元素分割為多個小氣泡,根據動力學條件,確定熔體的溫度以及反應速度,加速富氧底吹熔池熔煉反應過程。
將此部分與上述設定的銅冶煉廢棄物可回收元素測定部分相結合,通過化學反應,提取有價金屬元素并將其進行二次應用。至此,基于富氧底吹熔池熔煉的銅冶煉綜合回收技術設計完成。
2實驗分析
在上述部分中,完成了基于富氧底吹熔池熔煉的銅冶煉綜合回收技術的設計過程,為驗證此技術的使用效果,在此部分中對其展開實驗研究并分析相應的實驗結果。
2.1實驗環境設定
為保證實驗過程的可控性與結果的一致性,對實驗中使用的設備進行設定,使用上述實驗設備作為實驗環境,并選用文中設計技術與其他兩種傳統技術進行對比,完成實驗整體過程,為了提升實驗的對照性,選取綜合回收后剩余的銅冶煉廢棄物占綜合利用前總體物質的比重作為實驗的對比指標。此實驗共進行2次,并設定總體物質重量分別為1kg,5kg,10kg,20kg,50kg。通過上述設定,完成實驗并獲取實驗數據,分析三種技術的使用差距。
2.2實驗結果分析
由上述實驗結果可知,文中設計的銅冶煉綜合回收技術是三種方法中最為有效的。在首次實驗結束后,文中設計技術的銅冶煉廢棄物占比最低。與此相比,其他兩種傳統技術的使用情況較差,其銅冶煉廢棄物占比較高,說明技術的回收能力較差。在第二次實驗結束后,使用文中設計技術的實驗組并沒有出現銅冶煉廢棄物占比上升的情況,說明文中設計方法具有一定的穩定性。其他兩種傳統技術在二次實驗后,出現銅冶煉廢棄物占比波動的情況,可見此兩種技術在使用后穩定性較差。綜合上述實驗結果可知,文中設計技術的使用效果最佳。
冶金技術論文投稿刊物:《鑄造技術》 創刊于1979年,是中國鑄造協會會刊,中文核心期刊,中國科技核心期刊,國內外公開發行!惰T造技術》是一本集中報導我國鑄造領域先進科研成果、實用工藝技術、生產管理經驗以及鑄造行業發展動態的綜合性科技期刊。覆蓋鑄鐵、鑄鋼和有色合金鑄造等整個鑄造工業領域。讀者對象為企業管理人員、技術人員、技術工人、大專院校師生、科研院所工程研究人員等。
3結束語
此次研究中,對銅冶煉過程中的主要副產物的綜合回收提出了新的處理方案。傳統的技術雖然具有相應的回收能力,但隨著設備的不斷進步,傳統的綜合利用技術與現有的冶煉設備具有不適配的情況。由此,展開此次研究。通過實驗結果可知,此次研究的使用效果較佳。在日后的研究中,可使用此技術提升銅冶煉的綜合利用率。
由于篇幅問題以及現有設備的問題,在此次研究中,還存在回收時間過長的不足,在未來的綜合利用研究中,應對此次研究中的不足加以改進,以保證銅冶煉的長久發展。
參考文獻
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作者介紹:欒會光